水質(zhì)檢測指標(biāo)中的暫時(shí)硬度計(jì)算方法分析

郭梁鉆

（東莞市東江水務(wù)有限公司，廣東 東莞 523000）

1 暫時(shí)硬度的判斷

在目前的暫時(shí)硬度測試試驗(yàn)中，常見的3種錯(cuò)誤為：①工作人員將碳酸鹽硬度直接等同于水的暫時(shí)硬度。一些相關(guān)資料中對(duì)暫時(shí)硬度的介紹為“總硬度由碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度組成”，工作人員常常將暫時(shí)硬度理解為碳酸鹽硬度，忽視了暫時(shí)硬度由碳酸鈣和重碳酸鈣2部分組成的事實(shí)。②介紹水樣存在鉀、鈉時(shí)，以注解的形式在下方的詳細(xì)資料中介紹碳酸鹽硬度和重碳酸鹽硬度的測試和計(jì)算，工作人員沒有將水樣中含有鉀、鈉的情況單獨(dú)列出并將測試與計(jì)算方法正確地表達(dá)出來。③當(dāng)水樣中加入甲基橙后，工作人員會(huì)直接用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)其進(jìn)行滴定試驗(yàn)，由于水樣中的氫氧化物同樣會(huì)對(duì)鹽酸造成消耗，使得最終暫時(shí)硬度的判定出現(xiàn)問題。在這樣的思路下進(jìn)行計(jì)算，即使工作人員在水樣中除去了鉀、鈉，結(jié)果仍然是錯(cuò)誤的。

硬度的主要構(gòu)成成分為鈣和鎂，在工作人員對(duì)暫時(shí)硬度進(jìn)行測試時(shí)，必須除去氫氧化物、鉀/鈉離子所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，只有完全除去這些干擾因素，才能得出正確的碳酸鈣，再與重碳酸鈣合并，組成完整的暫時(shí)硬度。在測試暫時(shí)硬度的過程中，工作人員首先需要對(duì)水樣中是否含有干擾物質(zhì)比如氫氧化物、鉀/鈉離子進(jìn)行判斷，其次對(duì)水樣中是否含有碳酸鉀或重碳酸鉀，或者兩者均有的情況進(jìn)行判斷，去除對(duì)最終結(jié)果造成影響的因素后才能計(jì)算，這樣的計(jì)算結(jié)果才最接近暫時(shí)硬度的真實(shí)含量。

工作人員在進(jìn)行具體的測試過程中，首先需要使用以下方式判斷水樣中是否含有鉀、鈉離子，具體的操作內(nèi)容為：工作人員向樣品中添加酚酞，如果加入酚酞試劑的樣品不呈現(xiàn)紅色，再將其煮沸；如果仍然不顯紅色，說明即使經(jīng)過加熱，水樣中仍然不含鉀、鈉離子。需要注意的是，一般的天然水中也含有一定量的鉀、鈉離子，所以需要工作人員在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)水中是否含有鉀、鈉離子進(jìn)行測試。在樣品中加入酚酞，確定其不含有鉀、鈉離子后，再判斷水樣中是否含有碳酸鉀和重碳酸鉀。如果工作人員往樣品中加入酚酞后溶液呈紅色，再將鹽酸滴至溶液中，溶液逐漸回歸為無色，此時(shí)工作人員需要將溶液煮沸。如果再顯現(xiàn)紅色，說明水樣中含有碳酸鉀和重碳酸鉀。

2 暫時(shí)硬度的測定

工作人員向樣品中加入酚酞后，如果溶液不呈現(xiàn)紅色，對(duì)其進(jìn)行煮沸處理；如果仍然不出現(xiàn)紅色，對(duì)其進(jìn)行測定，此時(shí)基本可以認(rèn)定溶液中不含有鉀、鈉離子。

2.1 樣品試驗(yàn)一

工作人員取100 mL水樣，加入至250 mL的三角燒瓶中，在水樣中滴加3滴甲基橙，使用0.01～0.05 mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至溶液顯橙紅色為止，根據(jù)暫時(shí)硬度的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。工作人員向樣品中滴加酚酞溶液，此時(shí)溶液呈現(xiàn)紅色，再將鹽酸滴至紅色溶液中，使顏色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色。當(dāng)顏色徹底變?yōu)闊o色后，對(duì)其進(jìn)行煮沸操作，如果此時(shí)顏色不回轉(zhuǎn)為紅色，則說明溶液中不含干擾離子。

2.2 樣品試驗(yàn)二

工作人員取100 mL水樣加入至250 mL的三角燒杯中，加入3滴酚酞，再在溶液中滴入標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸溶液，直到整個(gè)溶液變成橘紅色為止，記錄此時(shí)的摩爾數(shù)。

之前的試驗(yàn)已經(jīng)證明該樣品中不含重碳酸鉀、重碳酸鈉等物質(zhì)，所以溶液中如果含有重碳酸鹽，那么就是重碳酸鈣和重碳酸鎂。

暫時(shí)硬度計(jì)算：試驗(yàn)人員向樣品中滴加酚酞，如果溶液不呈現(xiàn)紅色，經(jīng)過煮沸后出現(xiàn)紅色，則說明該樣品中不存在碳酸鉀和碳酸鈉，只存在重碳酸鉀和重碳酸鈉2種物質(zhì)。工作人員再結(jié)合總堿度方法，得知本樣品p＝0，在水樣中不存在氫氧化物和碳酸鹽，只存在少部分重碳酸鹽。所以在計(jì)算重碳酸鹽硬度時(shí)，工作人員必須要注意在計(jì)算過程中扣除重碳酸鉀和重碳酸鈉的質(zhì)量，以避免這兩者對(duì)最終的計(jì)算結(jié)果造成偏差。

2.3 樣品試驗(yàn)三

工作人員取100 mL水樣加入至250 mL的三角燒杯中，在燒杯中滴加3滴甲基醇，然后將0.01～0.05 mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入溶液中。再取100 mL水樣加入至250 mL的三角燒杯中，加入體積相同的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加熱，取消后立即對(duì)其進(jìn)行冷卻作業(yè)。當(dāng)生成碳酸鈣且等其完全沉淀后，將樣品濾入另外一個(gè)預(yù)制好的三角燒杯中，用純凈水沖洗沉淀物和濾紙，在最終的濾液中滴加3滴甲基醇，將鹽酸滴入混合液中直至整個(gè)溶液顏色變?yōu)殚偌t色為止（由于之前已經(jīng)驗(yàn)證了該溶液中的所含物質(zhì)，所以該項(xiàng)試驗(yàn)的操作是為后續(xù)進(jìn)行容量計(jì)算和暫時(shí)硬度計(jì)算作準(zhǔn)備）。

暫時(shí)硬度計(jì)算：由于在本樣品中滴加酚酞后沒有出現(xiàn)紅色，根據(jù)測定總堿度的方法，工作人員可以知道本樣品中不含碳酸鹽成分，所以不需要計(jì)算碳酸鹽硬度，本樣品的暫時(shí)硬度就是重碳酸鹽硬度。

在樣品中添加酚酞，當(dāng)溶液呈現(xiàn)紅色后，使用標(biāo)準(zhǔn)濃度的鹽酸滴入混合液，混合液顏色逐漸變?yōu)闊o色，再對(duì)該混合液進(jìn)行煮沸，此時(shí)溶液又重新呈現(xiàn)紅色。通過上述試驗(yàn)，工作人員已經(jīng)對(duì)溶液中所含的物質(zhì)有了較為清楚的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在就可以根據(jù)體積與摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系計(jì)算碳酸鹽硬度、重碳酸鹽硬度和樣品的暫時(shí)硬度。

3 結(jié)束語

如果工作人員之前的工作是按照上述步驟完成的，那么結(jié)合最終得到的記錄數(shù)據(jù)就可以得知整個(gè)樣品的構(gòu)造情況。樣品中是否含有碳酸鈉、碳酸鉀、重碳酸鈉、重碳酸鉀對(duì)整個(gè)樣本的暫時(shí)硬度測試具有非常大的影響，所以工作人員在進(jìn)行暫時(shí)硬度測算之前，首先需要明確樣本中的成分，并且需要對(duì)成分的具體含量進(jìn)行量化計(jì)算，以方便調(diào)整最后的暫時(shí)硬度計(jì)算結(jié)果。在進(jìn)行暫時(shí)硬度的測算過程中，由于測算結(jié)果受氫氧化物和碳酸鹽等成分的影響，在最終的數(shù)據(jù)結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。為了使數(shù)據(jù)結(jié)果具有通用性，試驗(yàn)人員就必須將影響最終試驗(yàn)結(jié)果的所有因素全部去除掉，還原整個(gè)數(shù)據(jù)的真實(shí)模樣，使最終得出的暫時(shí)硬度能夠真實(shí)地反映水樣的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］葛志剛，邵雪陽.水質(zhì)檢測指標(biāo)中的暫時(shí)硬度及其計(jì)算方法［J］.職業(yè)與健康，2008（5）：436-437.

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